Praca domowa 3

Dane - Credit Cards Customers.

Problem - zbadaj którzy klienci są chętni do zrezygnowania z usługi.

Do zadania został użyty model Xgboost.

import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.ticker import MaxNLocator
import seaborn as sns
plt.style.use('ggplot')
import dalex as dx
import pickle
import xgboost as xgb

from sklearn.model_selection import train_test_split
np.random.seed(23)

input_df = pd.read_csv('data/preprocessed_dataset.csv')
input_df.info()

<class 'pandas.core.frame.DataFrame'>
RangeIndex: 10127 entries, 0 to 10126
Data columns (total 25 columns):
 #   Column                    Non-Null Count  Dtype  
---  ------                    --------------  -----  
 0   Gender                    10127 non-null  int64  
 1   Missing_Income            10127 non-null  int64  
 2   Income_Category           10127 non-null  int64  
 3   Missing_Education         10127 non-null  int64  
 4   Education_Level           10127 non-null  int64  
 5   Marital_Divorced          10127 non-null  int64  
 6   Marital_Married           10127 non-null  int64  
 7   Marital_Single            10127 non-null  int64  
 8   Marital_Unknown           10127 non-null  int64  
 9   Card_Blue                 10127 non-null  int64  
 10  Card_Gold                 10127 non-null  int64  
 11  Card_Platinum             10127 non-null  int64  
 12  Card_Silver               10127 non-null  int64  
 13  Months_on_book            10127 non-null  int64  
 14  Avg_Utilization_Ratio     10127 non-null  float64
 15  Avg_Open_To_Buy           10127 non-null  float64
 16  Total_Trans_Amt           10127 non-null  int64  
 17  Dependent_count           10127 non-null  int64  
 18  Total_Relationship_Count  10127 non-null  int64  
 19  Months_Inactive_12_mon    10127 non-null  int64  
 20  Contacts_Count_12_mon     10127 non-null  int64  
 21  Total_Revolving_Bal       10127 non-null  int64  
 22  Total_Amt_Chng_Q4_Q1      10127 non-null  float64
 23  Total_Ct_Chng_Q4_Q1       10127 non-null  float64
 24  Attrition                 10127 non-null  int64  
dtypes: float64(4), int64(21)
memory usage: 1.9 MB

y = input_df.loc[:,'Attrition']
X = input_df.drop('Attrition', axis='columns')
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, random_state=14) 

xgboost = pickle.load(open("xgb_model.p", "rb" ))

explainer = dx.Explainer(xgboost, X_train, y_train,  label = "Random Forest")

Preparation of a new explainer is initiated

  -> data              : 7595 rows 24 cols
  -> target variable   : Parameter 'y' was a pandas.Series. Converted to a numpy.ndarray.
  -> target variable   : 7595 values
  -> model_class       : xgboost.sklearn.XGBClassifier (default)
  -> label             : Random Forest
  -> predict function  : <function yhat_proba_default at 0x000001B450578790> will be used (default)
  -> predict function  : Accepts pandas.DataFrame and numpy.ndarray.
  -> predicted values  : min = 9.37e-06, mean = 0.841, max = 1.0
  -> model type        : classification will be used (default)
  -> residual function : difference between y and yhat (default)
  -> residuals         : min = -0.779, mean = -5.26e-05, max = 0.7
  -> model_info        : package xgboost

A new explainer has been created!

Attrition:

1-existing

0-attrited

1. Dla wybranej obserwacji ze zbioru danych wylicz predykcję modelu.

explainer.predict(X_train)[0]

0.9727738

2. Dla wybranej obserwacji z punktu 1., wylicz dekompozycję predykcji modelu używając profili Ceteris Paribus/ ICE

cp = explainer.predict_profile(X_train.iloc[0,:])

Calculating ceteris paribus: 100%|████████████████████████████████████████████████████| 24/24 [00:00<00:00, 163.36it/s]

cp.plot()

Predykcja dla obserwacji o indeksie 0 zmalałaby z 0.97 do 0.45 gdyby Months_on_book(liczba miesięcy od udzielenia pożyczki) wzrosło wzrosło do 44. gdyby Total_Trans_Amt(liczba transakcji w ostatnich 12 miesiącach) spadło poniżej 1000 predykcja spdałaby do 0.18.

3.Wybierz dwie obserwacje ze zbioru danych, które mają różne profile CP

cp = explainer.predict_profile(X_train.iloc[57,:])
cp.plot()

Calculating ceteris paribus: 100%|████████████████████████████████████████████████████| 24/24 [00:00<00:00, 193.66it/s]

cp = explainer.predict_profile(X_train.iloc[61,:])
cp.plot()

Calculating ceteris paribus: 100%|████████████████████████████████████████████████████| 24/24 [00:00<00:00, 224.43it/s]

Porównujemy obserwację 57. i 61. dla których predykcje wynoszą 0.974 i 0.061. ZMienna Gender reprezentuje płeć użytkownika: 1-mężczyzna, 0-kobieta. Dla obserwacji 61. bycie kobietą zwiększa predykcję, a dla obserwacji 57. zmnijesza. Dla zmiennej Months on book. Dla obserwaji 57. predykcja rośnie wraz ze wzrtostem Months on book, z dwoma małymi spadkami dla wartości 15 oraz 30, Dla obserwacji 61. wzrost wartości zmiennej przyczynia się do spadku predykcji oraz występują podobne dwa spadki jak u obserwacji 57. Dla zmiennej Avg open to buy(średni limit kredytu odnawialnego z ostatnich 12 miesięcy) obserwacja 57. ma niewielkie zmiany, a dla obserwacji 61. pojawia się duży spadek predykcji dla wartości 1380-3100.

4. Skomentuj poszczególne wyniki uzyskane w powyższych punktach.

W poprzedniej pracy domowej zastanawiało mnie dlaczego w zależnosci o ile wzrosło Total trans amt czasem dostawaliśmy przeciwnę wpływy na predykcję. Użycie profili Ceteris Paribus pozwala zobaczyć i zrozumieć skąd wynikają te różnice. Profil Ceteris Paribus pokazuje,które zmienne mają kluczowy wpływ na zmianę predykcji dla danej obserwacji i przy jakich wartosciach zmiany te są największe.